安徽省芜湖市2021-2022学年高一物理上学期期末试卷（Word版含解析）

2021-2022学年度第一学期芜湖市高中教育教学质量监控高一年级物理试题卷（必修1）注意事项：1、本试卷满分为100分，考试时间为100分钟。2、本试卷包括“试题卷”和“答题卷”两部分。“试题卷”共6页，“答题卷”共3页。3、请务必在“答题卷”上答题，在“试题卷”上答题是无效的。4、考试结束后，请将“试题卷”和“答题卷”一并交回。本试卷取，地球表面重力加速度一、选择题（每小题4分，共40分：1-8小题为单选题，9-10小题分单选题和多选题，其中多选题全部选对得4分，选不全得2分，选错或不答得0分）1.为有效缓解城市交通压力，同时提升城市地位和品质，更好地融入长三角一体化高质量发展体系，2021年11月3日，芜湖轨道交通1号线正式开通运营。列车全长约，运行线路全长约，北起鸠江区保顺路站，南至弋江区白马山站，共设25座车站，运行速度最高可达，每日运营时间6∶30至22∶00，单程运行时间约。结合以上信息，请你判断下列说法正确的是（　　）A.指的是位移大小B.指的是平均速度的大小C.6∶30和22∶00指的是时间间隔D.研究单程运行时间时可以把列车视为质点【答案】D【解析】【分析】【详解】A．30.45km指的是运动轨迹的长度，是路程，故A错误；B．运行速度最高可达80km/h，这个速度指是瞬时速度，故B错误；C．6：30和22：00对应时间轴上的两个点，是时刻，故C错误；D．火车自身的长度相比于火车运行轨迹的长度可忽略不计，此时可把火车看作质点，故D正确。故选D。【点睛】 2.2021年8月1日晚，我国选手苏炳添在东京奥运会100米半决赛中跑出9秒83好成绩，创造亚洲纪录，一战封神！赛后分析其前30米用时3秒73、前60米用时6秒29，冲线速度达44.2km/h，则他在比赛全程中的平均速度大小约为（　　）A.8.04m/sB.9.54m/sC.10.17m/sD.11.72m/s【答案】C【解析】【详解】他在比赛全程中的平均速度是总位移与总时间的比值，大小为故C正确，ABD错误。故选C。3.如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度是v1，经过一小段时间之后，速度变为v2，△v表示速度的变化量。由图中所示信息可知（　　）A.汽车在做减速直线运动B.汽车的加速度方向由v1的方向决定C.汽车的加速度方向由v2的方向决定D.汽车的加速度方向与△v的方向相同【答案】D【解析】【详解】A．△v的方向与初速度方向相同，所以汽车做加速运动，故A错误；BCD．汽车的加速度为即加速度方向与速度变化的方向相同，故D正确，BC错误。故选D。 4.关于受力情况，下列说法正确的是（　　）A.重力的方向总是垂直于接触面向下的B.放在水平桌面上的两个小球，靠在一起但并不相互挤压，两球之间不存在弹力C.两物体间如果有相互作用的弹力，就一定存在摩擦力D.根据公式μ=可知，动摩擦因数µ跟滑动摩擦力Ff成正比，跟支持力FN成反比【答案】B【解析】【详解】A．重力方向总是竖直向下，不是垂直于接触面向下，故A错误；B．不相互挤压，没有形变，所以没有弹力，故B正确；C．两物体间有弹力不一定有摩擦力；但是有摩擦力，一定有弹力，故C错误；D．动摩擦因数µ只跟相互接触的接触面以及材质有关，与Ff，FN无关，故D错误。故选B。5.如图，一架直梯斜靠在光滑的轻直墙壁上，下层放在粗广的水平地面上，直梯处于静止状态。关于直梯受力个数正确的是（　　）A.2个B.3个C.4个D.5个【答案】C【解析】【详解】梯子受重力、地面的支持力和摩擦力以及墙面的支持力，共4个力的作用。故选C。6.2021年12月28日晚，我市在世茂滨江举办了“芜湖Q乐节”活动，上演了浪漫烟花秀和科幻无人机演出。若其中某个无人机运动的v-t图像如图所示，取竖直向上为正方向，则下列判断正确的是（　　） A.0~5s内匀速上升B.10s末上升到最高点C.第12s内的加速度大小为6m/s2D.前10s内的平均速度与前12s内的平均速度相同【答案】C【解析】【详解】A．0~5s内匀加速上升，选项A错误；B．0~11s内速度一直为正，则11s末上升到最高点，选项B错误；C．第12s内的加速度大小为选项C正确；D．由图像的面积等于位移可知，前10s内的位移与前12s内的位移相等，则前10s内的平均速度大于前12s内的平均速度，选项D错误。故选C。7.2021年10月16日，我国神舟十三号载人飞船顺利升空并精准对接天和核心舱。若宇航员想采用如图所示的动力学方法测量某空间站质量，假设飞船质量为，其推进器提供的平均推力是，开动内，测出飞船和空间站的速度变化是，则空间站质量为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】推进器开动5s内，飞船和空间站的加速度为对飞船和空间站整体，在加速过程中，由牛顿第二定律有解得空间站质量故选B。 8.2021年5月15日，我国天问一号着陆器成功着陆火星表面，其运动过程可以简化为：脱离环绕器后分别经历气动减速、降落伞减速和动力减速三个阶段，接着在距离火星表面约100米处悬停，经过对着陆点的探测，最后匀速平稳着陆。若着陆全程可视为竖直方向的运动，则下列说法正确的是（　　）A.随环绕器绕火星运行阶段，着陆器处于超重状态B.减速下降阶段，着陆器处于完全失重状态C.悬停阶段，着陆器不受力D.匀速下降阶段，着陆器处于平衡状态【答案】D【解析】【详解】A．随环绕器绕火星运行阶段，着陆器处于失重状态，故A错误；B．减速下降阶段，加速度方向向上，着陆器处于超重状态，故B错误；C．悬停阶段，着陆器受火星对其的引力和反向推力，处于平衡状态，故C错误；D．匀速下降阶段，着陆器受力平衡，处于平衡状态，故D正确。故选D。9.如图所示，两个质量相同的小球A和B之间用轻弹簧连接，然后用细绳悬挂起来，剪断细绳的瞬间，A、B两球的加速度a1和a2大小分别是（　　）A.a1=0、a2=0B.a1=g、a2=gC.a1=2g、a2=0D.a1=0、a2=2g【答案】C【解析】【详解】剪断细绳之前，细绳的拉力为T=2mg剪断细线的瞬间，则弹簧的弹力不能突变，则此时B的加速度仍为零；A的加速度为故选C。10.如图所示，A、B两球间用轻弹簧连接后再用细绳悬在顶板上；C、D两球间用细线连接后再用细绳悬在顶板上，四个小球质量相等且均处于静止状态。现分别将A球与C球上方的细绳剪断，剪断瞬间，A、B、C、D四个球的加速度a1、a2、a3和a4大小分别是 （　　）A.a1=g、a2=gB.a1=2g、a3=0C.a3=2g、a4=0D.a3=g、a4=g【答案】D【解析】【详解】设四个小球的质量均是m，由平衡条件知弹簧上弹力大小为mg，当剪断A球上方的细绳瞬间，弹簧上的弹力不能突变，A球的加速度为B球重力与弹簧向上的弹力大小相等，B球在此瞬间受到的合力为零，加速度为零。当剪断OC间细绳的瞬间，C球和D球以相同的加速度向下运动，加速度大小为故D正确，ABC错误。故选D。11.如图所示，球A、B、C质量分别为3m、2m、m，用两个轻弹簧和一根细线连接后悬挂在顶板上处于静止状态。某时刻把AB间细线剪断，剪断瞬间，下列关于A、B、C球的加速度a1、a2和a3说法正确的是（　　）A.a1=a2=a3=gB.a1=g、a2=1.5g、a3=0C.a1方向竖直向上、a2方向竖直向下D.a1和a2方向均竖直向下【答案】BC【解析】【详解】静止时，细线的拉力T=2mg+mg=3mg 剪断细绳的瞬时，弹簧的弹力不变，则此时C的加速度仍为零，即a3=0B的加速度为方向竖直向下；A的加速度为方向竖直向上；故选BC。12.如图所示，当人随电梯一起向上做加速运动时，下列说法正确的是（　　）A.人受到重力、支持力、牵引力和摩擦力B.人受到的支持力等于重力C.人受到的摩擦力沿电梯向上D.人所受合力沿电梯向上【答案】D【解析】【详解】A．人随电梯一起向上做加速运动，人受到重力、支持力和摩擦力，故A错误B．支持力与重力竖直向上的合力提供竖直方向的加速度分量，因此支持力大于重力，故B错误；C．人受到的摩擦力水平向右，故C错误；D．人的加速度沿电梯向上，由牛顿第二定律知人所受合力的方向与加速度方向相同，故D正确。故选D。13.如图所示，电梯与水平面夹角θ为30°，当电梯以加速向上运动时，重力为G的人所受的支持力N和摩擦力f分别是（　　） A.B.C.D.【答案】BD【解析】【详解】水平方向的摩擦力大小为竖直方向，由牛顿第二定律知解得故BD正确，AC错误。故选BD。14.如图所示为生活中常见的两种电梯，甲为台阶式，乙为履带式，它们倾角相同，没有顾客乘坐时低速转动，有顾客乘坐时会加速启动，设两个电梯的启动加速度大小相同且不变。质量相同的两个乘客分别乘坐甲、乙电梯上楼，在电梯匀加速启动阶段两位乘客受到的支持力N1、N2和摩擦力f1、f2的大小关系正确的是（　　）A.N1>N2B.N1<N2C.f1>f2D.f1<f2【答案】AD【解析】 【详解】设电梯的加速度大小为a，加速度与水平方向的夹角为，对于题图甲，沿水平方向和竖直方向分别有对于题图乙，沿传送带方向和垂直传送带方向分别有对比可发现故AD正确，BC错误。故选AD。二、填空题（每空2分，共12分）15.在国际单位制中，功的单位是焦耳，若用国际单位制的基本单位来表示应是_______。【答案】【解析】【详解】[1]根据可知功的单位若用国际单位制的基本单位表示应是。16.一个重力为200N的木箱放在水平地板上，至少要用45N的水平推力才能使它从原地开始运动。木箱运动后，只需要40N的水平推力就可以维持它继续做匀速直线运动。则木箱与地板之间的最大静摩擦力为______N；木箱与地板之间的动摩擦因数为________；如果用50N的水平推力推原来静止的木箱，木箱所受的摩擦力大小为________N。【答案】①.45②.0.2③.40【解析】【详解】[1]由题意可知，木箱与地板之间的最大静摩擦力为45N；[2]木箱与地板之间的动摩擦力为f=40N，动摩擦因数为[3]如果用50N的水平推力推原来静止的木箱，则木箱会滑动，所受的摩擦力大小为40N。17.某同学质量为50kg，站在电梯内的水平地板上，随电梯一起做竖直方向运动，测得人对电梯的压力为520N，则电梯运行的加速度大小为_______m/s2，方向为_______。【答案】①.0.4##0.40②.竖直向上##向上 【解析】【详解】[1][2]由牛顿第三定律知电梯对人的支持力为人的重力为则电梯与人的加速度满足解得方向竖直向上。三、实验题（每空2分，共14分）18.如图所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验示意图，橡皮条的一端E点挂一轻质小圆环，另一端固定在G点，橡皮条的原长为GE，以下是该实验的简要步骤：A.用两个弹簧秤互成角度地拉圆环，即用拉力F1和F2共同将圆环拉到O点并记下位置，记录两个弹簧秤的示数及F1和F2的方向；B.用一只弹簧秤拉圆环，即用一个拉力F将橡皮条拉长，记录弹簧秤的示数及F的方向；C.按同一标度作出F1、F2和F三个力的图示；D.以F1和F2为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线表示为F′，比较F′和F的关系。（1）以上步骤中，有重要遗漏的是_______。（填序号）（2）本实验采用的科学方法是_______。A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法（3）下列做法有利于减小误差的是_______。A.F1、F2两个力的夹角越大越好B.F1、F2两个力越大越好C.在拉橡皮条时，应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内D.拉力F1、F2的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计的外壳及纸面接触【答案】①.步骤B中，用一只弹簧秤拉圆环，即用一个拉力F将橡皮条拉长至O点， 记录弹簧秤的示数及F的方向；②.B③.CD【解析】【详解】（1）[1]步骤B中，用一只弹簧秤拉圆环，即用一个拉力F将橡皮条拉长至O点，记录弹簧秤的示数及F的方向；（2）[2]本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。（3）[3]A．F1、F2两个力的夹角大小要适当，并非越大越好，选项A错误；B．F1、F2两个力大小要适当，并非越大越好，选项B错误；C．在拉橡皮条时，应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内，选项C正确；D．拉力F1、F2的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计的外壳及纸面接触，选项D正确。故选CD。19.如图所示为“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图。木板的一侧被垫高以补偿阻力，实验时通过改变槽码的个数可以成倍地改变小车所受的拉力，通过增减小车中的重物来改变小车的质量，加速度可以通过处理纸带上的点迹来获得。（1）下列关于该实验的操作说法中正确的是_________。A.每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B.实验时应先接通电源后释放小车C.平衡摩擦力时应取下槽码，轻推小车后观察纸带上的点迹间距是否均匀D.实验中槽码的总质量应该远大于小车的总质量（2）利用打点频率为50Hz的打点计时器，得到的一条纸带如图所示（图中每两个计数点间还有四个点未画出），则在该次实验中，小车运动的加速度大小为_________m/s2（结果保留三位有效数字）。（3）某同学做实验时，未把木板的一侧垫高，就继续进行实验，则该同学作出的小车加速度a与所受拉力F的图像如图所示，则实验中小车受到的摩擦力大小为_________，小车的质量为__________。 【答案】①.BC②.1.19③.F0④.【解析】【详解】（1）[1]A.每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项A错误；B.实验时应先接通电源后释放小车，选项B正确；C.平衡摩擦力时应取下槽码，让小车拖着纸带，轻推小车后观察纸带上的点迹间距是否均匀，选项C正确；D.为了使得槽码的重力近似等于小车的牵引力，实验中槽码的总质量应该远小于小车的总质量，选项D错误。故选BC。（2）[2]图中每两个计数点间还有四个点未画出，则T=0.1s，小车运动的加速度大小为（3）[3][4]根据可得f=F0四、计算题（第16小题8分，第17小题12分，第18小题14分，共34分：要求写出主要的计算公式、解题步骤和必要的文字说明）20.某物理兴趣小组为研究自由落体运动规律，从高处平台由静止释放一个钢球，不计空气阻力和风力的作用，小球落地时的速度为25m/s，求：（1）该球下落的高度；（2）该球在前2s内的平均速度大小； （3）该球在最后1s内下落的高度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）该球下落的高度为（2）该球在前2s内的位移大小为前2s内的平均速度大小为（3）自由落体的总时间为前1.5s内的位移大小为该球在最后1s内下落的高度为21.如图所示，轻杆OB可绕B点自由转动，另一端O点用细绳拉住，固定在左侧墙壁上A点，质量m=l0kg的重物用细绳OC悬挂在轻杆的O点，OA与轻杆的夹角∠BOA=30°，求：（1）细绳OA的拉力；（2）轻杆对O点的弹力。【答案】（1），沿绳斜向左上；（2），水平向右 【解析】【详解】（1）设细绳OA的拉力为T，由平衡条件知可解得方向沿绳斜向左上。（2）轻杆对O点的弹力大小为方向水平向右。22.如图甲所示，轻杆OB可绕B点自由转动，另一端O点用细绳拉住，固定在左侧墙壁上A点，质量为m的重物用细绳OC悬挂在轻杆的O点。乙图中水平轻杆OB一端固定在竖直墙壁上，另一端O点装有小滑轮，用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物，两图中∠BOA均为30°，求：（1）甲、乙两图中细绳OA的拉力；（2）甲、乙两图中轻杆对O点的弹力。【答案】（1）2mg，mg；（2）mg；mg【解析】【详解】（1）（2）甲图中解得乙图中 23.如图所示，用三根细线a、b、c将重力均为10N的两个小球1和2连接并静止悬挂，细线a与竖直方向的夹角为，细线c水平。求：（1）细线a、c分别对小球1和2的拉力大小；（2）细线b对小球2的拉力大小；（3）若撤掉c绳，保持a绳方向不变，改用一个任意方向的外力F作用于球2使整个系统仍保持静止，则当F达到最小值时，细线a上的拉力大小。【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【详解】（1）把小球1和2看成整体，受力分析如图所示由平衡条件可得（2）以球2为研究对象，细线b对小球2的拉力Fb，重力G及Fc的作用，由平衡条件可得（3）若撤掉c绳，保持a绳方向不变，改用一个任意方向的外力F作用于球2 使整个系统仍保持静止，此时将小球1和2看成整体，当F的方向与Fa垂直时，F有最小值，此时细线a上的拉力大小为24.如图所示，皮带速度v=4m/s，两圆心相距L=8m，现将m=1kg的煤块轻放在左轮圆心A点正上方的皮带上，煤块与皮带间的动摩擦因数μ=0.2，电动机带动皮带将煤块从左轮运送到右轮圆心B点正上方过程中，求：（1）煤块加速阶段运动的位移大小；（2）煤块从A点正上方运动到B点正上方所经历的时间；（3）煤块在皮带上留下痕迹长度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）煤块加速运动过程中，加速度大小为设煤块经过t1时间后与传送带共速，则解得煤块加速阶段运动的位移大小为（2）煤块匀速运动的时间为煤块从A点正上方运动到B点正上方所经历的时间为（3）煤块在皮带上留下痕迹长度为25.如图所示，传送带的倾角θ=37°，从A到B长度L=29m，传送带以v=10m/s的速度逆时针传动。在传送带上A端无初速度地释放一个质量m=0.5kg的黑色煤块，它与传送带之 间的动摩擦因数μ=0.5，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕，求：（1）煤块刚开始的加速度大小；（2）煤块从A到B的时间；（3）煤块从A到B的过程中传送带上留下的划痕长度。【答案】（1）10m/s2；（2）3s；（3）5m【解析】【详解】（1）开始阶段由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1解得a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2（2）物体加速至与传送带速度相等需要的时间发生的位移所以物体加速到10m/s时仍未到达B点，此时摩擦力方向改变，由牛顿第二定律，有mgsinθ-μmgcosθ=ma2解得a2=2m/s2设煤块以加速度滑动到B的时间为t2，则解得t2=2s总时间t=t1+t2=3s（3）第一阶段煤块的速度小于传送带速度，煤块相对传送带向上移动，煤块的位移为 传送带的位移为vt1=10m故煤块相对传送带上移5m。第二阶段煤块的速度大于传送带速度，煤块相对传送带向下移动，煤块的位移为x2=L-x1=24m传送带的位移为vt2=20m即煤块相对传送带下移4m，故传送带表面留下的划痕长度为5m。26.如图所示，一浅色传送带与水平面的夹角θ=37°，且以=lm/s的速度沿顺时针方向传动。一质量m=lkg的小煤块以=7m/s的速度滑上传送带的底端，最终又从传送带的底端滑出。已知小煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，传送带足够长，求：（1）小煤块向上滑行的时间；（2）小煤块离开传送带时的速度大小；（3）小煤块在传送带上运动的整个过程中，其相对传送带的位移大小和煤块在传送带上留下的痕迹长度。【答案】（1）1s；（2）5m/s；（3）2.25m；4.5m【解析】【详解】（1）由题可知，小物块在开始时受到传送带的滑动摩擦力沿传送带向下，设其做匀减速运动的加速度大小为a1，有解得a1=8m/s2其速度减小到v1=1m/s所用的时间t1==0.75s 之后，小物块受到传送带的滑动摩擦力沿传送带向上，设其加速度大小为a2，有解得a2=4m/s2小物块减速到0所用的时间t2==0.25s解得t=t1+t2=1s（2）小物块沿传送带向上滑行的最大距离为解得x=3.125m又由于物块沿传送带下滑时，受到的滑动摩擦力沿传送带向上，其加速度大小仍为a2=4m/s2，有2a2x=v2解得v=5m/s（3）小物块向上减速的第一阶段，相对位移大小（向上）小物块向上减速的第二阶段，相对位移大小（向下）故物块向上运动时相对传送带的位移为即相对传送带的位移大小为2.125m，方向沿传送带向上；向下运动过程中的时间物块相对传送带的位移整个过程中物块相对传送带的位移为 方向向下；而重叠在内，上滑和下滑过程也有部分重叠，则全程的划痕为